PCB科技 - 瞭解電路板資料的Dk值的具體含義可以减少設計更改

瞭解電路板資料的Dk值的具體含義可以减少設計更改

在PCB電路的開發階段，通常會經歷多次電路設計反覆運算，包括電路測試、重新設計和再加工。 這些多重變化可能會導致成本新增。 一個項目從開發到上市經歷4到8次變化並不罕見。 更常用的方法是使用電路模擬軟件進行精確模擬，這可以大大减少更改次數和相關成本。

有許多非常好的類比軟體工具可以讓電路設計者預測電路的電力效能。 所有類似的電路類比都是基於電路模型的，這些模型與電路的阻抗和插入損耗密切相關。 通過電路模擬可以獲得電路的許多效能和内容，但實際電路效能與模擬模型的模擬結果往往存在一定差异。 有些差异很小； 其他的都非常重要。

在將資料登錄類比軟體之前，設計者需要瞭解填充數據的具體含義和細節。 由於電路的預期效能獨特，所有類比模型都不同，囙此輸入數據可能與模型不完全匹配。 類比結果的不準確性可能是由用戶在定義模型時輸入的數據引起的。 有時，可能是用戶的疏忽，或者用戶認為準確的資訊實際上是不準確的。 潜在的不準確性之一是電路中使用的PCB資料的介電常數（Dk）的值。 Dk值本身可能是準確的，但用戶可能會誤解Dk值的獲取管道及其代表的內容，並導致使用不當。

任何電介質資料的Dk都與頻率有關。 換言之，當測試相同的資料並使用相同的測試方法時，在不同的頻率下測試時，Dk值將略有不同。 通常在幾MHz到5GHz~10GHz的頻率範圍內，Dk隨頻率略有變化。 對於大多數低損耗電路資料，從10GHz到250GHz，Dk頻率曲線具有輕微的負斜率變化。 考慮到這個頻率範圍，並且根據電路資料的極化，隨著頻率的新增，Dk通常下降到2%以下。 為了更精確的電路建模，應使用與電路相同頻率下生成的資料的Dk數據。

另一個問題是各向異性，對於電路類比中使用的Dk值，各向異性通常更容易忽略。 大多數電路資料是各向異性的，這意味著Dk在資料的三個軸上具有不同的值。 電路資料的Z軸（厚度方向）Dk與資料的x-y平面Dk不同是非常常見的。 X軸和Y軸的Dk值通常相似，但X軸、Y軸和Z軸的Dk值通常非常不同。 此外，還有許多用於測試資料的Dk測試方法。 有些測試方法只評估資料在Z軸上的特性，有些方法評估X-Y平面的特性。

如果設計者在其模型中使用的Dk資訊在X-Y平面（而不是Z軸）上，則可能不適合其特定模型。 瞭解使用哪種測試方法來確定Dk以及獲得Dk值的測試頻率是非常有幫助的。

對於大多數高頻電路板資料，Dk值通常在4左右或更低，並且各向異性通常不那麼顯著。 在大多數情况下，Z軸和X-Y平面的Dk值之間的差值不超過3%。 然而，對於非填充玻璃布增强電路資料，Dk差异可能高得多。

對於具有較高Dk值的資料（例如Dk值大於或等於6的資料），X-Y面的Dk值與Z軸的Dk值大不相同。 對於這些資料，由於各向異性，資料的Dk差异通常在5%和15%之間（實際值取決於特定資料）。 除了一些例外，一些高Dk資料具有非常小的各向異性。 在任何情况下，設計者在使用具有更高Dk值的資料時都應考慮各向異性。

最後，設計者應該使用通過與電路設計結構最相似的測試方法獲得的Dk值，並且頻率是相同的。 由於測試方法的數量有限，電路應用範圍廣泛，設計者可能很難找到測試方法與其模型之間的良好匹配。 在任何情况下，設計者都應該理解並嘗試使用通用